CN102439682B - 发光粒子、其识别方法和包括其的发光器件 - Google Patents

发光粒子、其识别方法和包括其的发光器件 Download PDF

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Abstract

一种发光粒子，其包括：发光化合物，其被构造为对一部分被接收的光进行光子下转换；以及发光粒子的减反射外表面，其可操作用于增加在发光粒子中被吸收的一部分被接收的光。

Description

发光粒子、其识别方法和包括其的发光器件
技术领域
本申请是2008年11月17日提交的美国专利申请No.12/271,945和2009年5月15日提交的美国专利申请No.12/466,782的部分连续申请，其公开内容通过引用全部被包括在本文中。
背景技术
本发明涉及发光粒子和包括其的发光器件。更具体地，本发明涉及可以在发光器件中使用的发光粒子。
发光二极管和激光二极管是众所周知的固态发光元件，一施加足够的电压其就能够产生光。发光二极管和激光二极管可以被概括地称为发光二极管(“LED”)。LED通常包括形成在外延层上的p-n结，所述外延层生长在诸如蓝宝石、硅、碳化硅、砷化镓的衬底上。LED所产生的光的波长分布通常取决于制作p-n结的材料和构成器件的有源区域的薄外延层的结构。
LED可以被用在设备中以提供例如显示背光。LED还可以被用在照明/光照应用中，例如作为常规的白炽照明和/或荧光照明的替代。在一些照明应用中，可能需要提供产生具有特定性能的光的光源。例如，可能需要提供产生具有相对高的显色指数(CRI)的白光的光源，使得通过照明所照亮的物体可以显得更自然。光源的显色指数是光源所产生的光精确照亮各种颜色的能力的客观测量。显色指数的范围从单色光源的大体上为零变化到白炽光源的接近100。
此外，特定光源的色度可以被称为光源的“色点”。对于白光源，色度可以被称为光源的“白色点”。白光源的白色点可以落在与被加热到给定温度的黑体辐射器所发出的光的颜色相对应的色度点的轨迹上。因此，可以用光源的相关色温(CCT)来识别白色点，光源的相关色温是被加热的黑体辐射器匹配白光源的颜色或色调的温度。白光典型地具有在大约4000与8000K之间的CCT。具有4000CCT的白光具有淡黄色。具有8000KCCT的白光颜色更偏蓝，并且可以被称为“冷白色”。可以用“暖白色”来描述具有在大约2500K与3500K之间的CCT的白光，其颜色上更偏红。
为了产生白光，可以使用发出不同颜色的光的多个LED。LED所发出的光可以被组合以产生所需要的强度和/或颜色的白光。例如，当同时给发红光、绿光和蓝光的LED提供能量时，结果得到的组合光可以呈现白色或接近白色，这取决于组成的红光源、绿光源和蓝光源的相对强度。然而，在包括红、绿和蓝LED的LED灯中，组成的LED的谱功率分布可能相对窄(例如为大约10-30nm的半高全宽(FWHM))。虽然有可能用这样的灯来实现相当高的发光效率和/或显色性，但是可能存在其中可能难以获得高效率的波长范围(例如大约550nm)。
此外，可以通过用诸如发光材料的波长转换材料包围LED而将来自单色LED的光转换为白光。发光材料的一些例子可以包括例如被描述为荧光材料(phosphor)的材料并且可以包括荧光粒子。荧光粒子可以指在一个波长下吸收光并且在不同的波长下再发光，而不管吸收与再发射之间的延迟也不管所涉及的波长的任何材料。因此，这里可以用术语“荧光材料”来指有时被称为发荧光和/或发磷光的材料。通常，荧光材料可以吸收具有第一波长的光并且再发出具有不同于第一波长的第二波长的光。例如，下转换荧光材料可以吸收具有更短波长的光并且再发出具有更长波长的光。这样，LED在第一波长下所发出的一些或所有光可以被荧光粒子吸收，其可响应地在第二波长下发光。
在一些环境下，由于在那个环境下的反应，发光粒子可能容易降解。这样的降解可能导致性能变化，包括例如所发出的颜色随时间的变化。
发明内容
本发明的一些实施例包括发光粒子，其包括被构造为对一部分被接收的光进行光子下转换的发光化合物。所述粒子可以包括发光粒子的减反射外表面，其可操作用于增加在发光粒子中被吸收的一部分被接收的光。一些实施例包括：包括所述发光粒子的多个第一发光粒子，其可以包括第一尺寸范围和光的主波长下的第一漫反射率；以及不包括所述发光粒子的多个第二发光粒子，其可以包括第二尺寸范围和光的主波长下的第二漫反射率。
一些实施例规定，所述光的主波长为大约450nm，所述第一尺寸范围和所述第二尺寸范围大体上相似，并且所述第一漫反射率大体上小于所述第二漫反射率。在一些实施例中，所述第一漫反射率包括所述第二漫反射率的大约百分之九十五。一些实施例规定，所述第一漫反射率包括所述第二漫反射率的大约百分之九十二。在一些实施例中，所述第一漫反射率包括所述第二漫反射率的大约百分之九十。
一些实施例规定，所述光的主波长为大约450nm，所述第一尺寸范围包括与所述第二尺寸范围内的粒子相比更小的粒子，并且所述第一漫反射率与所述第二漫反射率大体上相似。在一些实施例中，所述第一漫反射率与所述第二漫反射率之间的差小于大约百分之五。
一些实施例规定，所述光的主波长与可见光谱中大体上为蓝色的光相对应，第一重量百分比的所述第一粒子与密封剂混合以产生发光颜色，该发光颜色是所述主波长和从所述第一粒子经由其光子下转换特性发出的光的组合。第二重量百分比的所述第二粒子与密封剂混合以产生发光颜色，该发光颜色是所述主波长和从所述第二粒子经由其光子下转换特性发出的光的组合。一些实施例规定，所述第一重量百分比小于所述第二重量百分比。在一些实施例中，所述第一重量百分比为所述第二重量百分比的大约百分之九十。一些实施例规定，所述第一重量百分比为所述第二重量百分比的大约百分之七十五。在一些实施例中，所述第一重量百分比为所述第二重量百分比的大约百分之六十七。
一些实施例规定，所述光的主波长与可见光谱中大体上为蓝色的光相对应，并且在所述光的主波长的发射路径上布置相对于所述第一粒子的第一比例的多个发黄光的转换粒子，以产生暖白色的发光颜色，所述暖白色的发光颜色是所述主波长和从所述第一粒子经由其光子下转换特性发出的光和从所述发黄光的转换粒子发出的光的组合。在一些实施例中，在所述光的主波长的发射路径上布置相对于所述第二粒子的第二比例的发黄光的转换粒子，以产生暖白色的发光颜色，所述暖白色的发光颜色是所述主波长和从所述第二粒子经由其光子下转换特性发出的光和从所述发黄光的转换粒子发出的光的组合。一些实施例规定，所述第一比例大体上大于所述第二比例。在一些实施例中，所述第一比例包括第一百分比的重量比，并且所述第二比例包括第二百分比的重量比。一些实施例规定，所述第二比例包括所述第一比例的大约百分之八十。在一些实施例中，所述第二比例包括所述第一比例的大约百分之六十五。一些实施例规定，所述第二比例包括所述第一比例的大约百分之五十。
本发明的一些实施例包括识别发光粒子的激发能力特性的方法。这样的方法可以包括将第一组发光粒子的光子下转换性能与第二组发光粒子比较，所述第一组发光粒子包括根据在此所描述的发光粒子的发光粒子，所述第二组发光粒子不包括在此所描述的发光粒子。一些实施例规定，比较光子下转换性能包括估计与所述第一和第二组发光粒子中的每一组相对应的相应的反射特征。
在一些实施例中，比较光子下转换性能还包括比较所估计的与所述第一和第二组发光粒子中的每一组相对应的反射特征，以确定所述第一和第二组中的哪一组包括更高的吸收率。一些实施例规定，所述吸收率大体上与反射率反比相关。
在一些实施例中，比较所估计的反射特征包括估计所述第一组发光粒子的第一漫反射率，估计所述第二组发光粒子的第二漫反射率，以及将所述第一漫反射率小于所述第二漫反射率识别为所述第一组发光粒子与所述第二组发光粒子相比包括更大的激发能力特性的指示。
一些实施例规定，估计所述第一漫反射率包括将包括光的主波长的光引导向所述第一组发光粒子，接收来自所述第一组发光粒子的包括所述光的主波长的反射光，以及将所述漫反射率估计为被接收的来自所述第一组发光粒子的反射光的函数。估计所述第二漫反射率可以包括将包括所述光的主波长的光引导向所述第二组发光粒子，接收来自所述第二组发光粒子的包括所述光的主波长的反射光，以及将所述漫反射率估计为被接收的来自所述第二组发光粒子的反射光的函数。
一些实施例规定，所述光的主波长与可见光谱中大体上为蓝色的光相对应。在一些实施例中，所述光的主波长在大约380nm到大约470nm的范围内，并且所述发光粒子吸收从发光源发出的至少一些光并且发出具有在大约500到大约700nm范围内的波长下的最大发射的光。一些实施例规定，所述光的主波长为大约450nm。
在一些实施例中，所述第一组发光粒子与第一粒子尺寸范围相对应，并且所述第二组发光粒子与第二粒子尺寸范围相对应，以及所述第一粒子尺寸范围与所述第二粒子尺寸范围大体上相似。一些实施例规定，所述第一粒子尺寸范围规定所述第一组粒子的大约百分之五十小于第一尺寸。所述第二粒子尺寸范围可以规定所述第二组粒子的大约百分之五十小于第二尺寸，所述第二尺寸与所述第一尺寸不同并且比所述第一尺寸小大约1.0微米。一些实施例规定，所述光的主波长为大约450nm，所述第一组发光粒子的光子下转换性能与第一漫反射率相对应，并且所述第二组的光子下转换性能与第二漫反射率相对应。在这样的实施例中，所述第一漫反射率可以包括所述第二漫反射率的大约百分之九十五。
一些实施例规定，所述光的主波长为大约450nm，所述第一组发光粒子的光子下转换性能与第一漫反射率相对应，并且所述第二组的光子下转换性能与第二漫反射率相对应。在这样的实施例中，所述第一漫反射率可以包括所述第二漫反射率的大约百分之九十二。
在一些实施例中，所述光的主波长为大约450nm，所述第一组发光粒子的光子下转换性能与第一漫反射率相对应，并且所述第二组的光子下转换性能与第二漫反射率相对应。在这样的实施例中，所述第一漫反射率可以包括所述第二漫反射率的大约百分之九十。
一些实施例规定，所述第一组发光粒子与第一粒子尺寸范围相对应并且所述第二组发光粒子与第二粒子尺寸范围相对应，以及所述第一粒子尺寸范围包括与所述第二粒子尺寸范围内的粒子相比大体上更小的粒子。在一些实施例中，所述第一粒子尺寸范围规定所述第一组粒子的大约百分之五十小于第一尺寸，并且所述第二粒子尺寸范围规定所述第二组粒子的大约百分之五十小于第二尺寸。在一些实施例中，所述第一尺寸为所述第二尺寸的值的大约百分之七十五。一些实施例规定，所述第一尺寸为大约6.4微米，并且所述第二尺寸为大约8.6微米。
在一些实施例中，所述光的主波长为大约450nm，所述第一组发光粒子的光子下转换性能与第一漫反射率相对应，并且所述第二组的光子下转换性能与第二漫反射率相对应。一些实施例规定，所述第一漫反射率与所述第二漫反射率之间的差为所述第二漫反射率的大约百分之五。
一些实施例规定，所述第一组发光粒子与第一粒子尺寸范围相对应并且所述第二组发光粒子与第二粒子尺寸范围相对应。所述第一粒子尺寸范围可以包括与所述第二粒子尺寸范围内的粒子相比大体上更大的粒子。在一些实施例中，所述第一粒子尺寸范围规定所述第一组粒子的大约百分之五十小于第一尺寸，并且所述第二粒子尺寸范围规定所述第二组粒子的大约百分之五十小于第二尺寸。一些实施例规定，所述第二尺寸的值为所述第一尺寸的值的大约百分之五十。在一些实施例中，所述第一尺寸为大约12.8微米并且所述第二尺寸为大约6.4微米。
一些实施例规定，所述光的主波长为大约450nm，所述第一组发光粒子的光子下转换性能与第一漫反射率相对应，并且所述第二组的光子下转换性能与第二漫反射率相对应。在一些实施例中，所述第一漫反射率之间的差为所述第二漫反射率的大约百分之九十。
一些实施例规定，所述光的主波长为大约450nm，所述第一组发光粒子的光子下转换性能与第一漫反射率相对应，并且所述第二组的光子下转换性能与第二漫反射率相对应。在一些实施例中，所述第一漫反射率之间的差为所述第二漫反射率的大约百分之八十。
在一些实施例中，所述发光粒子包括吸收可见光谱的蓝色部分并且发出可见光谱的红色部分的荧光组合物(phosphorcomposition)。一些实施例规定，所述发光粒子被构造为处在发光源的光路径上并且对从其接收的一部分光进行光子下转换。
本发明的一些实施例包括发光器件，其包括在此所描述的发光粒子以及发光源。一些实施例规定，所述发光粒子分散在硅密封剂内。在一些实施例中，所述发光源发出具有在大约380到大约470nm的范围内的波长下的最大发射的辐射。所述发光粒子可以吸收从所述发光源发出的至少一些光，并且发出具有在大约500到大约700nm的范围内的波长下的最大发射的光。
在一些实施例中，包括在此所描述的发光粒子的多个第一发光粒子可以包括第一尺寸范围和光的主波长下的第一漫反射率，并且不包括在此所描述的发光粒子的多个第二发光粒子可以包括与所述第一尺寸范围大体上相似的第二尺寸范围和所述光的主波长下的第二漫反射率。
附图说明
图1是示出提供根据本发明的一些实施例的发光粒子的方法的流程图。
图2A和2B分别是根据本发明一些实施例的发光粒子和稳定化的发光粒子的剖面图。
图3是比较根据本发明的一些实施例的发光粒子、用H2O稳定的发光粒子和用酸溶液稳定的发光粒子的x射线粉末衍射数据的曲线图。
图4是比较根据本发明的一些实施例的发光粒子、用H2O稳定的发光粒子和用酸溶液稳定的发光粒子的颜色偏移和相对亮度可靠性的曲线图。
图5是示出根据本发明的一些实施例的相对亮度与液体介质中的酸浓度的函数关系的曲线图。
图6是比较根据本发明的一些实施例的发光粒子、用H2O稳定的发光粒子和用0.1M的硝酸溶液稳定的发光粒子的亮度可变性(variability)的曲线图。
图7是比较根据本发明的一些实施例的发光粒子、用H2O稳定的发光粒子和用0.1M的硝酸溶液稳定的发光粒子的颜色可变性的曲线图。
图8是包括根据本发明的一些实施例的稳定化的发光粒子的发光器件的侧视图。
图9是示出提供根据本发明的一些实施例的发光粒子的方法的流程图。
图10是比较根据本发明的一些实施例的不同尺寸的粒子和常规制造的粒子的百分比反射率的曲线图。
图11A-11C是根据本发明的一些实施例的不同尺寸的粒子的扫描电子显微镜(SEM)图像。
图12是示出根据本发明的一些实施例的识别发光粒子的激发能力特性的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照在其中示出本发明的实施例的附图在下文中更充分地描述本发明。然而，本发明不应被认为是受限于在此阐述的实施例。相反，这些实施例被提供使得本说明书将是详尽的和完整的，并且将向本领域的技术人员充分传达本发明的范围。在附图中，为了清楚而放大了层和区域的厚度。相同的标号始终指代相同的元件。如在此所使用的那样，术语“和/或”包括相关的所列项目中的一个或更多个的任意的和所有的组合。
在此所使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，而不是旨在限制本发明。如在此所使用的那样，单数形式“一”和“一个”也旨在包括复数形式，除非上下文清楚地指示其他情况。还将理解的是，术语“包括”在本说明书中被使用时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组成部分的存在，但是不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组成部分和/或其集合的存在或添加。
将理解的是，当诸如层、区域或衬底的元件被称为位于另一个元件“之上”或延伸“到其上”时，其可以直接位于该另一元件之上或直接延伸到其上，或者也可以存在介于其间的元件。相反，当元件被称为“直接”位于另一个元件“之上”或“直接”延伸“到其上”时，则没有介于其间的元件存在。还将理解的是，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，其可以直接连接或耦合到其他元件上，或者可以存在介于其间的元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，则没有介于其间的元件存在。在整个说明书中相同的标号指代相同的元件。
将理解的是，虽然术语第一、第二等可以在此被用来描述各种元件、组成部分、区域、层和/或部分，但这些元件、组成部分、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅被用来将一个元件、组成部分、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区别开。从而，下面讨论的第一元件、组成部分、区域、层或部分可以被称为第二元件、组成部分、区域、层或部分，而不偏离本发明的教导。
此外，诸如“下部”或“底部”和“上部”或“顶部”的表示相对关系的术语可以在此被用来描述如附图所示的一个元件与另一个元件的关系。将理解的是，表示相对关系的术语旨在包括除了在附图中所描绘的取向之外的、器件的不同取向。例如，如果附图中的器件被翻转，被描述为在其他元件的“下部”侧面上的元件就会被定向为在该其他元件的“上部”侧面上。示范性术语“下部”因此可以包括“下部”和“上部”两个取向，这取决于附图的特定取向。相似地，如果一个附图中的器件被翻转，则被描述为在其他元件“下方”或“下面”的元件将会被定向为在其他元件“上方”。示范性术语“下方”或“下面”因此可以包括上方和下方两个取向。
在此参照是本发明的理想实施例的示意性图示的剖面图来描述本发明的实施例。这样，将预料到例如由于制造技术和/或公差所导致的与图示的形状的改变。从而，本发明的实施例不应被认为是受限于在此示出的特定区域形状，而是包括例如由于制造所导致的形状的偏差。因此，在附图中所示出的区域本质上是示意性的，而它们的形状不是旨在示出器件区域的精确形状并且不是旨在限制本发明的范围。
除非另有定义，在此使用的所有术语(包括科技术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的相同的含义。还将进一步理解的是，诸如在常用的字典中所定义的那些的术语应被解释为具有与它们在本说明书的上下文和相关技术中的含义一致的含义，并且将不在理想的或过于正式的意义上来解释，除非在此明确地这样定义。
根据本发明的一些实施例，所提供的发光粒子可以包括发光氮化物粒子并且可以用作荧光材料。术语“发光粒子”在此被用来描述由包括锌、镉、锰、铝、硅和/或各种稀土金属的氮化物、氮氧化物、硫化物、硒化物、卤化物和/或硅酸盐(silicate)的主体材料制成的荧光粒子。除了别的以外，荧光材料例如可以包括掺杂Ce的YAG(YAG:Ce3 +或Y3Al5O12:Ce3+)、Ba、Ca、Sr的正硅酸盐和/或TAG:Ce。术语“发光氮化物粒子”在此被用来描述包括阴离子主要是氮化物并且其中晶体结构中存在的氧的量如此小从而避免改变根本地由氮化物形成的晶体结构的荧光材料的粒子。
虽然公认没有限定使组合物被归类为氮化物的、存在的氧的量的明线或精确的分界线，但是通常认为仅有少量的氧可以存在。特别地，本发明的一些实施例提供可以用在暖白色的固态发光器件中的稳定化的荧光材料。
例如，已知单一发蓝光的LED可以与黄色荧光材料结合来使用，并且蓝光和黄光的组合可以向观察者呈现白色。也可以添加发红光的荧光粒子来改善光的显色性能，即使光看起来更“暖”。如在通过引用以其整体被并入的待定的美国专利申请No.12/271,945中所描述的那样，一些化合物当被用在包括发蓝光的固态小片(die)的LED中时可以用作可产生暖白色光的荧光材料。
发光粒子可能经受由于包括例如高热量和/或高湿度的环境条件引起的物理变化和/或反应。这样的反应可能导致光输出的主波长和/或光输出的亮度的偏移。在这里所描述的一些实施例中，这样的发光粒子可以被稳定使得由于环境变化和/或反应作用导致的波长和/或亮度的改变可以减少。如在此所描述的那样，发光粒子的一些实施例可以描述为是反应了的和/或稳定化的，以指示已经对其进行了在此所描述的一个或多个操作。相似地，发光粒子的一些实施例可以被描述为是未反应的和/或未稳定的，以描述还没有对其进行在此所描述的一些操作的粒子。
在此相对于发光粒子的性能表征所描述的技术(例如x射线粉末衍射)通常很好理解并且可以由本领域的普通技术人员实施，而不需要不必要的实验。因此，这样的很容易理解的表征技术没有被详细描述。
例如，现在对图1进行参考，其为示出提供根据本发明的一些实施例的发光粒子的方法的流程图。该方法包括提供发光粒子(框102)。一些实施例规定，提供发光粒子可以包括形成发光粒子和/或获取发光粒子。在一些实施例中，可以在1500与1850摄氏度之间的范围内的温度下进行发光粒子的形成。一些实施例规定，可以在大约1650摄氏度与大约1750摄氏度之间的范围内的温度下进行发光粒子的形成。
在一些实施例中，发光粒子包括由主体化合物和至少一种活化剂所形成的荧光材料。一些实施例规定，主体化合物除了别的以外可以选自包括Ca2Si5N8、Sr2Si5N8、Ba2Si5N8、BaSi7N10、BaYSi4N7、Y5(SiO4)3N、Y4Si2O7N2、YSiO2N、CaSi2O2N2、SrSi2O2N2、BaSi2O2N2、Y2Si3O3N4、Y2Si3-xAlxO3+xN4-x、Ca1.5Si9Al3N16、Y0.5Si9Al3O1.5N14.5、CaSiN2、Y2Si4N6C和/或Y6Si11N20O的集合。在一些实施例中，活化剂除了别的以外可以选自包括Ce、Eu、Sm、Yb、Gd和/或Tb的集合。一些实施例规定主体化合物是Ca1-xSrxAlSiN3。
根据本发明的一些实施例的方法可以包括为稳定化而加热发光粒子(框104)。一些实施例规定，加热发光粒子包括使发光粒子在被加热的液体介质中反应。如在此所描述的那样，反应可以包括化学反应、物理反应、结构反应和/或表面反应。一些实施例规定，使发光粒子反应可以改变和/或降低发光粒子的外表面的反应特性。例如，在一些实施例中，降低反应特性可以包括在发光粒子的外表面上形成钝化层。
在一些实施例中，钝化层相对于发光粒子的内部包括更高的氧含量。例如，反应过程可以在发光粒子的外表面上提供保护性的氧化层，其限制和/或减少由于诸如高温度和/或高湿度的环境条件导致的后续反应。一些实施例规定，使发光粒子反应包括从发光粒子的外表面上去除至少一种材料。例如，在一些实施例中，钝化层包括相对于发光粒子的内部降低了百分比的氮。
在一些实施例中，使发光粒子在被加热的液体介质中反应包括在水溶液中煮沸(boil)发光粒子。在一些实施例中，水溶液可以是大体上没有其他构成组分的水。例如，一些实施例规定，发光粒子可以在去离子水中被煮沸。在这点上，水溶液的温度可以在指定的持续时间内被保持在其沸点。在一些实施例中，煮沸操作的持续时间可以为大约一小时。然而，这里的实施例不受此限制。例如，该持续时间可以少于或多于一小时。在一些实施例中，该持续时间除了别的以外可以在大约1分钟到大约60分钟、大约10分钟到大约50分钟、大约20分钟到大约40分钟、大约50分钟到大约70分钟和/或大约40分钟到大约80分钟的范围内。
在一些实施例中，使发光粒子反应可以包括在包括例如硝酸溶液的酸溶液中煮沸发光粒子。一些实施例规定，可以限制酸溶液的浓度以减少对发光粒子的化学侵蚀。例如，一些实施例规定，可以通过在浓度小于大约0.1摩尔/升的硝酸溶液中煮沸来使发光粒子反应。
如上所述，发光粒子的一些实施例包括可被构造为将被接收的、可见光谱的蓝色和/或紫外部分中的光子下转换成可见光谱的更长波长部分中的光子的荧光材料。例如，发光粒子可以包括红色氮化物，其为在可见光谱的蓝色部分中吸收并且在可见光谱的红色部分中发射的荧光组合物。
对图2A和图2B进行简要参考，它们分别是根据本发明的一些实施例的发光粒子和稳定化的发光粒子的剖视图。参考图2A，发光粒子200可以在该粒子的整个表面和内部都包括发光化合物。参考图2B，稳定化的发光粒子202可以包括内部210，其包括与发光粒子200大体上相同的发光化合物。在一些实施例中，发光化合物可以与大气中存在的材料和/或条件反应。例如，发光化合物可以在例如高湿度和/或高温度条件下与大气中存在的水蒸汽反应。一些实施例规定，所述反应可以产生一种或更多种产物气体。例如，在一些实施例中，产物气体可以包括NH3。
一些实施例规定，稳定化的发光粒子202包括在稳定化的发光粒子202的外表面上的钝化区域220。在一些实施例中，钝化区域220可以是可操作用于抑制发光化合物与大气中存在的组分之间的和/或在高湿度和/或高温度条件下的反应。一些实施例规定，钝化区域220包括钝化层。
在一些实施例中，钝化区域220包括可以在发光粒子暴露于被加热到阈值温度的液体介质期间形成的氧化物。一些实施例规定，钝化区域220包括与发光粒子的内部相比更高百分比的氧。在一些实施例中，钝化区域220包括与稳定化的发光粒子的内部相比降低了百分比的氮。按照这种方式，否则可能在例如高湿度和/或高温度环境下反应的氮对于这样的反应可能不那么可得到。
一些实施例规定，发光粒子向其暴露的被加热的液体介质包括水溶液。在一些实施例中，阈值温度包括水溶液的沸点。一些实施例规定，液体介质是水并且阈值温度是水的沸点。一些非限制性的实施例规定，发光粒子暴露于被加热的液体介质大约一小时。在一些实施例中，可以通过调节暴露于被加热的液体介质的持续时间来调整钝化区域220的厚度。
一些实施例规定，液体介质包括酸溶液。在一些实施例中，酸溶液可以包括硝酸。酸的浓度可以包括充分稀释以避免侵蚀发光粒子的浓度。例如，一些实施例可以使用浓度小于大约0.1摩尔/升的硝酸溶液。
在一些实施例中，钝化区域220包括在发光化合物粒子暴露于被加热到阈值温度的液体介质期间形成的氮减少了的层。一些实施例规定，氮减少的层是由于一部分表面材料经由液体介质从发光粒子的转移而产生的。
一些实施例规定，发光化合物包括由主体化合物和至少一种活化剂所形成的荧光材料。一些实施例规定，主体化合物除了别的以外可以选自包括Ca2Si5N8、Sr2Si5N8、Ba2Si5N8、BaSi7N10、BaYSi4N7、Y5(SiO4)3N、Y4Si2O7N2、YSiO2N、Y2Si3O3N4、Y2Si3-xAlxO3+xN4-x、Ca1.5Si9Al3N16、Y0.5Si9Al3O1.5N14.5、CaSiN2、Y2Si4N6C和/或Y6Si11N20O的集合。在一些实施例中，活化剂除了别的以外可以选自包括Ce、Eu、Sm、Yb、Gd和/或Tb的集合。一些实施例规定主体化合物是Ca1-xSrxAlSiN3。
根据在此所描述的实施例，稳定化的发光粒子的光子下转换性能可以相对于发光化合物大体上被维持。例如，实验数据示出，钝化区域220仅稍微降低了所发出的光的亮度，并且如果在所发出的光的颜色上引起任何偏移的话也是很少的。在一些实施例中，发光粒子可以包括在反应前部分被氧化的表面。一些实施例规定，这种部分氧化可以是被用于形成发光粒子的制备方法的特征。例如，在一些实施例中，包括Ca1-x-ySrxEuyAlSiN3的发光粒子可以包括这样的特征。
一些实施例包括发光粒子，该发光粒子包括与第一组分反应的发光化合物和包括更高浓度的第一组分的外表面。在一些实施例中，更高浓度的第一组分在外表面中的存在可以提供发光粒子相对于该第一组分降低了的反应特性。
现在对图3进行参考，其为比较根据本发明的一些实施例的发光粒子样本、用H2O稳定的发光粒子样本和用酸溶液稳定的发光粒子样本的x射线粉末衍射数据的曲线图。使用发光化合物Ca1-x-ySrxEuyAlSiN3的样本按照常规的方式来进行粉末衍射，并且其结果通常应被本领域的普通技术人员很好地理解。
数字1′被提供用于标识发光粒子(在这种情况下为荧光材料)所产生的衍射峰，数字2′被提供用于标识与Si2Al4O4N4相对应的衍射峰，数字3′与AIN峰相对应，并且UNK峰标识(迄今为止)未知的材料。
x射线衍射数据包括发光粒子的曲线310、用沸腾的水稳定的发光粒子的曲线320和用沸腾的硝酸溶液稳定的发光粒子的曲线330。y轴与强度相对应，但是不包括数值，因为这个曲线图仅是为了在不同粒子类型之间进行比较的目的。另外，注意到沸腾的水的曲线320和发光粒子的曲线310包括大体上相同的衍射图案。相反地，由于与未知材料相对应的峰UNK看起来被沸腾的酸的操作溶解掉了，沸腾的酸的曲线330与发光粒子的曲线310和沸腾的水的曲线320不同。因此，除了关于未知材料的变化，未稳定的和稳定化的粒子的衍射曲线大体上相同。
对图4进行参考，其为比较根据本发明的一些实施例的发光粒子、用H2O稳定的发光粒子和用酸溶液稳定的发光粒子的相对亮度和颜色偏移可靠性的曲线图。图4的顶部包括表示与对于每个样本与时间为0小时相对应的初始值相比较的、每个样本的亮度的可变性的实验数据。特别地，数据与Ca1-x-ySrxEuyAlSiN3发光粒子相对应，包括未反应的发光粒子410A、用沸腾的水反应的稳定化的发光粒子410B和用0.1M的硝酸溶液反应的稳定化的发光粒子410C。虽然通常就亮度而言来进行描述，但是测量也可以与在特别指定的时间间隔下测得的光通量百分比例相对应。例如，在高湿度和高温度环境下，对于发光粒子样本类型中的每一种，在0、168、336、360和504小时下进行光通量测量。
注意到，未反应的发光粒子的曲线410A示出亮度在测试的持续时间内保持相对一致，并且指示亮度随时间逐渐改善的微弱趋势。稳定化的发光粒子的曲线410B、410C两者都表示亮度随时间轻微下降，但是相对稳定。
图4的底部包括与上文关于亮度数据所讨论的相同的样本类型和持续时间相对应的颜色偏移可靠性数据。颜色偏移数据被表示为未反应的发光粒子420A、用沸腾的水反应的稳定化的发光粒子420B和用0.1M硝酸溶液反应的稳定化的发光粒子420C的样本的颜色偏移。特别地，就uv偏移而言来表示颜色偏移，其中u和v可以表示YUV颜色空间中的色度分量。
关于样本的相对性能，注意到，未反应的发光粒子的曲线420A表明颜色随测试的持续时间的显著偏移。相反地，用沸腾的水反应的稳定化的发光粒子的曲线420B示出相对于未反应的发光粒子显著降低了的颜色偏移。此外，用酸溶液反应的稳定化的发光粒子的曲线420C也示出相对于未反应的发光粒子显著降低了的颜色偏移。在这点上，稳定化的发光粒子样本提供了与未反应的发光粒子相比显著更佳的颜色可靠性。
现在对图5进行简要参考，其为示出根据本发明的一些实施例的相对亮度与液体介质中的酸浓度的函数关系的曲线图。各种酸浓度被分析以确定用沸腾的酸溶液使发光粒子反应的工作范围。如图所示，高达大约0.1摩尔/升的硝酸浓度没有不利地影响发光粒子的亮度。然而，一旦浓度超过大约0.1摩尔/升，亮度就降低，这很可能是酸侵蚀发光粒子的结果。
现在对图6进行简要参考，其为比较根据本发明的一些实施例的发光粒子、用H2O稳定的发光粒子和用0.1M的硝酸溶液稳定的发光粒子的亮度可变性的曲线图。所示出的示范性的亮度可变性数据与Ca1-xSrxEuxAlSiN3化合物相对应。注意到，每个未稳定的、H2O稳定的和酸稳定的样本的范围与所测试的单个数据可变性相对应。为了比较的目的，识别每个样本集合的平均亮度值。注意到，虽然H2O稳定的粒子样本620和酸稳定的粒子样本630中的每一个相对于未稳定(未处理)的粒子样本610具有降低了的平均亮度值，但是该亮度仍在可接受的范围内。
现在对图7进行简要参考，其为比较根据本发明的一些实施例的发光粒子、用H2O稳定的发光粒子和用0.1M的硝酸溶液稳定的发光粒子的颜色可变性的曲线图。所示出的示范性的颜色可变性数据与Ca1-xSrxEuxAlSiN3化合物相对应。颜色可变性被示出为不同样本的色值偏移的范围。例如，稳定化的发光粒子720和730的色值可变性的范围示出，相对于未反应的发光粒子710的色值可变性范围大体上没有颜色变化。因此，作为H2O和酸稳定化的结果，在颜色上几乎没有变化。
现在对图8进行参考，其为包括根据本发明的一些实施例的稳定化的发光粒子的发光器件10的侧视图。在一些实施例中，发光器件810可以包括发光源。例如，发光源可以包括LED芯片812，可以借助于焊接接合或导电环氧树脂将LED芯片812安装到反射杯813上。一个或更多个接合丝线(wirebond)811可以将LED芯片812的欧姆接触部连接到导线815A和/或815B，导线815A和/或815B可以被附接至反射杯813和/或与反射杯813形成整体。
发光器件可以包括在此所描述的稳定化的发光粒子。在一些实施例中，稳定化的发光粒子可以被包括在密封材料816中，可以用密封材料816来填充反射杯813。例如，在一些实施例中，密封材料816可以是硅密封剂。一些实施例规定，在此所描述的发光器件可以包括用于将器件电连接到外部电路的电导线、接触部或迹线。在一些实施例中，发光器件进而可以被密封在透明的保护性树脂814中。一些实施例规定，透明的保护性树脂814可以被塑造成透镜的形状以校准从LED芯片812发出的光。
在一些实施例中，发光源可以是LED芯片812，并且可以采用各种荧光材料涂覆技术中的任何一种来直接涂覆稳定化的发光粒子。一些实施例规定，除了别的以外，可以用例如电泳沉积将稳定化的发光粒子涂覆于LED芯片812上。
在一些实施例中，发光源发出具有在大约380到大约470nm的范围内的波长下的最大发射的辐射，并且稳定化的发光粒子吸收从发光源发出的至少一些光，而发出具有在大约500到大约700nm的范围内的波长下的最大发射的光。然而，这样的实施例仅是示范性的，并且因此在主波长的不同组合下操作的光源也在这里所公开的范围内。
发光源可以包括发光二极管、激光二极管和/或其他半导体器件，其包括一个或更多个半导体层、衬底以及一个或更多个接触层，所述半导体层可以包括硅、碳化硅、氮化镓和/或其他半导体材料，所述衬底可以包括蓝宝石、硅、碳化硅和/或其他微电子衬底，所述接触层可以包括金属和/或其他导电层。半导体发光器件的设计和制作对于本领域的技术人员来说是熟知的并且不需要在此详细描述。
例如，根据本发明的一些实施例的发光器件可以包括诸如基于氮化镓的LED的结构和/或在碳化硅衬底上制作的激光结构，诸如Cree，Inc.ofDurham，NorthCarolina所制造和销售的那些器件。本发明可以适于供提供有源区域的LED和/或激光结构使用，诸如在美国专利No.6,201,262、6,187,606、6,120,600、5,912,477、5,739,554、5,631,190、5,604,135、5,523,589、5,416,342、5,393,993、5,338,944、5,210,051、5,027,168、5,027,168、4,966,862和/或4,918,497中所描述的那样，它们的公开内容通过引用以其整体全部被包括在本文中。其他合适的LED和/或激光结构在下列文献中被描述：已公开的美国专利申请公开No.US2003/0006418A1，发明名称为″GroupIIINitrideBasedLightEmittingDiodeStructuresWithaQuantumWellandSuperlattice，GroupIIINitrideBasedQuantumWellStructuresandGroupIIINitrideBasedSuperlatticeStructures″，2003年1月9日公开；以及已公开的美国专利申请公开No.US2002/0123164A1，发明名称为″LightEmittingDiodesIncludingModificationsforLightExtractionandManufacturingMethodsTherefor″，它们的公开内容通过引用以其整体全部被包括在本文中。此外，诸如在2003年9月9日提交的、发明名称为″Phosphor-CoatedLightEmittingDiodesIncludingTaperedSidewallsandFabricationMethodsTherefor″的序列号为10/659,241的美国申请中所描述的涂覆荧光材料的LED也可以适于用在本发明的一些实施例中，其公开内容通过引用全部被包括在本文中。LED和/或激光器可以被构造为进行操作使得光发射通过衬底发生。在这样的实施例中，可以对衬底图形化以提高器件的光输出，如例如在上文所引用的美国专利申请公开No.US2002/0123164A1中所描述的那样。在此结合上文的描述和附图公开了许多不同的实施例。将理解的是，确切地描述和图示这些实施例的每一种组合和子组合将会是不必要的重复并且引起混淆。因此，包括附图在内，本说明书应被认为是构成对在此所描述的实施例的所有组合和子组合及制造和使用它们的方式和过程的完整书面描述，并且应支持对于任何这样的组合或子组合的权利要求。
现在对图9进行简要参考，其为示出提供根据本发明的一些实施例的发光粒子的方法的流程图。该方法包括提供发光粒子(框902)。在一些实施例中，发光粒子可以与第一化合物反应。一些实施例规定，提供发光粒子可以包括形成发光粒子和/或获取发光粒子。在一些实施例中，可以在1500与1850摄氏度之间的范围内的温度下进行发光粒子的形成。一些实施例规定，可以在大约1650摄氏度与大约1750摄氏度之间的范围内的温度下进行发光粒子的形成。
一些实施例规定，发光粒子可以包括由主体化合物和至少一种活化剂所形成的荧光材料。在上文中讨论了主体化合物和/或活化剂的各种实施例并且因此就不再关于图9进行赘述了。
根据本发明的一些实施例的方法可以包括使发光粒子反应以降低反应特性(框904)。一些实施例规定，外表面包括钝化区域，该钝化区域包括相对于发光粒子的内部降低了的反应特性。
在一些实施例中，可以通过使发光粒子在介质中反应来降低发光粒子的外表面上的反应特性。一些实施例规定，使发光粒子在介质中反应以降低发光粒子的外表面的反应特性，在发光粒子的外表面上形成钝化区域。在一些实施例中，钝化区域包括与发光粒子的内部相比更高百分比的第一组分。
一些实施例规定，使发光粒子在介质中反应包括从发光粒子的外表面降低至少一种材料的浓度。在一些实施例中，所述介质包括水溶液并且使发光粒子反应包括加热液体水溶液。一些实施例规定，加热水溶液以将温度大体上保持在水溶液的沸点上。例如，一些实施例规定，可以在去离子水中将发光粒子煮沸。在这点上，水溶液的温度可以在指定的持续时间内被保持在其沸点上。
在一些实施例中，钝化区域包括相对于发光粒子的内部更高的氧含量。例如，反应过程可以在发光粒子的外表面上提供保护性氧化层，其限制和/或减少由于诸如高温度和/或高湿度的环境条件导致的后续反应。一些实施例规定，使发光粒子反应包括从发光粒子的外表面去除至少一种材料。例如，在一些实施例中，钝化区域包括相对于发光粒子的内部降低了百分比的氮。
一些实施例规定，发光粒子包括被构造为对一部分被接收的光进行光子下转换的发光化合物以及可操作用于增加在发光粒子中被吸收的一部分被接收的光的发光粒子的减反射外表面。一些实施例规定，可以根据尺寸范围共同地限定一组发光粒子。可以根据与粒子的特定百分比相对应的值来量化尺寸范围。例如，值/百分比组合可以限定大于该组粒子的限定的百分比的尺寸。一组粒子的尺寸范围可以被限定为具有特定的D50值，其指示该组中百分之五十的粒子小于那个值。例如，如果一组粒子被限定为具有12.5微米的D50值，那么该组中50％的粒子小于12.5微米。
在一些实施例中，粒子组可以展现特定的反射性能。反射率可以与相对的光子下转换能力相关联。在一些实施例中，反射率可以被估计和/或测量为漫反射率。一些实施例规定，发光粒子组可以在特定的主波长下展现特定的漫反射率。漫反射率可以被确定为被一个或一组粒子所接收的光中被反射的百分比。更低的漫反射率值可以与提高的吸收百分比相对应。在发光粒子的背景下，提高的吸收百分比可以与提高的下光子转换率相对应。除了包括可能导致不同的漫反射性能的不同材料之外，粒子尺寸也可能影响漫反射性能。按照这种方式，相同材料的粒子的，但是具有不同尺寸范围的不同的组可能导致不同的相对漫反射性能。例如，随着粒子尺寸降低，相同材料粒子的漫反射率可以提高。粒子尺寸与漫反射率之间的反比关系可能是由于与更小尺寸的粒子相关联的表面面积的增加导致的。
一些实施例规定，可以通过将特定波长下的光和/或具有特定主波长的光引导向一组粒子的表面来确定漫反射率。测量可以包括提供标准样本夹持器来减少与测量条件和/或技术相关的变化。可以相对于该组粒子的表面的固定入射角将特定波长和/或主波长的光引导向样本夹持器中的该组粒子。可以进行对光的同一波长和/或主波长下的反射光的百分比的测量。
一些实施例规定，主波长可以为大约450纳米(nm)并且可以包括在可见光谱中大体上为蓝色的光。确定不同类型的粒子之间的漫反射率可以提供发光粒子的蓝光激发能力的指示。
在一些实施例中，可以通过确定包括根据在此所描述的一些实施例的粒子的第一组的尺寸范围和/或漫反射率以及商业上可得到的常规粒子的第二组的尺寸范围和/或漫反射率在根据在此所描述的实施例的发光粒子与常规粒子之间进行相对区分。例如，对表1进行参考，其在下面被提供并且包括与常规发光粒子和根据这里的实施例的三个不同发光粒子尺寸相对应的粒子尺寸和漫反射率数据：
表1
比较常规发光粒子与R2发光粒子，尺寸范围包括大体上相似的D50值，即分别为8.6um和9.4um。相反地，R2粒子的漫反射率(％反射率)为34.2％，其大体上小于常规样本的38％的反射率。在这点上，可以将R2发光粒子确定为具有与常规发光粒子相比更大的蓝光激发能力。
比较常规发光粒子与R1发光粒子，R1发光粒子包括6.4um的D50值，其小于常规发光粒子的8.6um的D50值。R1发光粒子的漫反射率为39.8％，其相对接近于常规发光粒子的38％的漫反射率。如上所述，粒子尺寸的下降与漫反射率的提高相对应。例如，R1发光粒子具有比R2发光粒子小的尺寸并且具有相对应地更大的漫反射率。按照这种方式，可以识别具有更大的蓝光激发能力的发光粒子。
另外，具有12.8的D50值的R3发光粒子比常规发光粒子、R1或R2发光粒子中的任何一个都大。因此，漫反射率为31.1％，其小于常规发光粒子、R1或R2发光粒子。除了具有对于在此所描述的发光粒子典型的、降低了的漫反射率值之外，R3发光粒子的增加了的尺寸也对降低了的漫反射率值有贡献。
现在对图10进行参考，其为比较根据本发明的一些实施例的不同尺寸的粒子和常规制造的粒子的百分比反射率的曲线图。与如上所述的表1相反，在图10中提供了常规发光粒子、R1、R2和R3发光粒子中的每一个在从400nm到680nm的主波长下的漫反射率，而表1仅列出了在大约450nm的主波长下的漫反射率的单个值。如上所述，注意到，虽然R1包括更小的粒子，但是常规发光粒子和比常规粒子小的R1发光粒子的漫反射率曲线大体上相似。虽然粒子尺寸大体上相似，但是R2发光粒子展现了相对于常规发光粒子显著更小的漫反射率。在这点上，R2发光粒子的吸收率并且因此其下光子转换率相对于具有相似尺寸的常规粒子被提高。此外，注意到，更大的R3发光粒子具有还要更低的漫反射率，这是由于材料和相对于常规发光粒子、R1和R2发光粒子的粒子尺寸差导致的。
现在对图11A-11C进行简要参考，其为根据本发明的一些实施例的不同尺寸的粒子的扫描电子显微镜(SEM)图像。特定地，图11A、B和C中的每一个分别是在发光粒子R1、R2和R3的相同放大水平下拍摄的SEM图像。如图所示，粒子尺寸从如图11A所示的R1的较小的粒子尺寸增大到如图11B所示的R2的其次较大的粒子尺寸，再增大到如图11C所示的R3的最大粒子尺寸。
在使用和操作中，随着激发能力提高，被用于转换相同量的光的发光粒子的相对量可以降低。例如，在被用于将蓝光转换为红光的发光粒子的情况下，当使用具有更低的漫反射率(即提高的吸收/转换率/能力)的发光粒子时，被用于获得所需要的色点的发光粒子的量可以被降低。除了别的以外，可以使用在举例来说诸如CIE1931的数学定义的颜色空间中的预定范围和/或区域来识别所需要的色点。所需要的色点可以被指定为具有标记的区域和/或面元(bin)，该标记可以基于区域和/或面元的某一预定点的坐标值，举例来说诸如中心点。
包括从光源发出的蓝光与从将被接收的蓝光下转换为红光的发光粒子发出的红光的组合的光的色点可以与可见光谱中的略带紫色的颜色相对应。随着发光粒子的能力提高，与密封剂混合的粒子的重量百分比对于给定的色点可以降低。例如，在将常规发光粒子与R2发光粒子比较时，测试结果指示需大约8.3的重量百分比的常规发光粒子来获得仅需大约6.0的重量百分比的R2发光粒子的所需要的色点。在这点上，R2发光粒子展现了相对于常规发光粒子提高了的蓝光激发能力。
一些实施例规定，发光粒子可以与发黄光的发光粒子组合。从发黄光的发光粒子和发红光的发光粒子发出的光可以与蓝光组合以产生暖白色的光。如所知的那样，改变发红光的发光粒子的量可以改变白光的暖度(warmth)。在这点上，可以确定黄色与红色的重量百分比例以产生特定的色点，如可以在数学定义的颜色空间中限定的那样。例如，在一些实施例中，除了别的以外，暖白色的光可以与CIE1931的E8或E9面元相对应。
常规发光粒子和R2发光粒子的能力比较结果指示，使用常规发光粒子的黄色/红色比为大约2.4，而使用R2发光粒子的黄色/红色比为大约4.2。从而，被用于获得所需要的色点的R2的量比被用于获得相同色点的常规粒子的量的一半略大。因此，根据在此所描述的实施例的发光粒子的提高的能力导致获得相同色点所需的更少的发光转换材料，发光粒子的提高的能力由更低的漫反射率来指示。
除了可以通过使用更少的发光转换材料来实现的经济利益之外，通过减少与主发射(在这种情况下为蓝光)相互作用的转换材料的量可以增加光通量，光通量是所产生的光的表观量。
现在对图12进行参考，其为示出根据本发明的一些实施例的用于识别发光粒子的激发能力特性的操作的流程图。该操作可以包括将如在此所描述的第一组发光粒子的下光子转换性能与包括常规发光粒子的第二组发光粒子比较(框1202)。比较光子下转换性能包括估计与第一和第二组发光粒子中的每一组相对应的相应的漫反射特征。在一些实施例中，可以比较所估计的漫反射特征来确定第一和第二组中的哪一组包括更高的吸收率，该吸收率与漫反射率反比相关。
一些实施例规定，比较所估计的漫反射特征包括估计两组不同类型的发光粒子的漫反射率并且将两组中具有更低漫反射率的任何一组识别为具有更大的激发能力特性的组。估计发光粒子组的漫反射率可以包括将包括光的主波长的光引导向相应的组并且接收从相应的发光粒子组反射的、具有光的主波长的光。在一些实施例中，漫反射率可以就百分比反射率而言来表示。
一些实施例规定，主波长可以与可见光谱中大体上为蓝色的光相对应。例如，主波长可以在大约380nm到大约470nm的范围内。在一些实施例中，所发出的光可以具有大约450nm的主波长。发光粒子可以是可操作用于将被吸收的光下转换为具有在大约500nm到大约700nm的范围内的波长下的最大发射的所发出的光。例如，在一些实施例中，发光粒子包括吸收可见光谱的蓝色部分中的光并且发出可见光谱的红光部分中的光的组合物。
作为其中减反射外表面可以包括粒子表面上的相邻区域之间的角偏差的减少的表面效应的结果，根据在此所描述的实施例的发光粒子可以提供相对于常规粒子提高了的激发能力。换句话说，减反射外表面可以包括大体上更连续的轮廓并且因此具有相对于常规制造的粒子具有平滑轮廓的表面形态。另外，根据本发明的一些实施例的减反射外表面可以通过使在粒子的原子结构中的组成部分之间的分界线处的粒子材料反应来减少表面应力和/或粒子中的缺陷。
除了降低被接收的光的反射率之外，这样的表面形态还可以减少与在粒子内部被转换的光子相对应的内部反射。按照这种方式，可以显著地增加被转换和被发出的一部分被接收的光。
如在此所规定的那样，就可以被用于实现特定的发光目标的发光粒子的相对量而言，甚至转换效率的逐渐改进也可以被显著放大。
在附图和说明书中，已经公开了本发明的实施例，并且虽然采用了特定的术语，但是它们仅在一般的和描述性的意义上被使用，而不是为了限制的目的，本发明的范围在随后的权利要求中被阐述。

Claims (31)

1.一种发光粒子，其包括：
包括氮化物的发光化合物，其被构造为对一部分被接收的光进行光子下转换；以及
发光粒子的减反射外表面，其可操作用于增加在发光粒子中被吸收的一部分被接收的光，
其中所述发光粒子的减反射外表面包括连续的轮廓表面。
2.根据权利要求1的发光粒子，
其中包括所述发光粒子的多个第一发光粒子包括第一尺寸范围和光的主波长下的第一漫反射率，以及
其中不包括所述发光粒子的多个第二发光粒子包括第二尺寸范围和光的主波长下的第二漫反射率。
3.根据权利要求2的发光粒子，
其中所述光的主波长为450nm，
其中所述第一尺寸范围和所述第二尺寸范围相似，
其中所述第一漫反射率小于所述第二漫反射率。
4.根据权利要求3的发光粒子，其中所述第一漫反射率包括所述第二漫反射率的百分之九十五。
5.根据权利要求3的发光粒子，其中所述第一漫反射率包括所述第二漫反射率的百分之九十二。
6.根据权利要求3的发光粒子，其中所述第一漫反射率包括所述第二漫反射率的百分之九十。
7.根据权利要求2的发光粒子，
其中所述光的主波长为450nm，
其中所述第一尺寸范围包括与所述第二尺寸范围内的粒子相比更小的粒子，
其中所述第一漫反射率和所述第二漫反射率相似。
8.根据权利要求7的发光粒子，其中所述第一漫反射率与所述第二漫反射率之间的差小于百分之五。
9.根据权利要求2的发光粒子，
其中所述光的主波长与可见光谱中为蓝色的光相对应，
其中第一重量百分比的所述多个第一粒子与密封剂混合以产生发光颜色，该发光颜色是主波长和从所述多个第一粒子经由其光子下转换特性发出的光的组合，
其中第二重量百分比的所述多个第二粒子与密封剂混合以产生发光颜色，该发光颜色是主波长和从所述多个第二粒子经由其光子下转换特性发出的光的组合，以及
其中所述第一重量百分比小于所述第二重量百分比。
10.根据权利要求9的发光粒子，其中所述第一重量百分比是所述第二重量百分比的百分之九十。
11.根据权利要求9的发光粒子，其中所述第一重量百分比是所述第二重量百分比的百分之七十五。
12.根据权利要求9的发光粒子，其中所述第一重量百分比是所述第二重量百分比的百分之六十七。
13.根据权利要求2的发光粒子，
其中所述光的主波长与可见光谱中为蓝色的光相对应，
其中在所述光的主波长的发射路径上布置相对于所述多个第一粒子的第一比例的多个发黄光的转换粒子，以产生暖白色的发光颜色，所述暖白色的发光颜色是所述主波长和从所述多个第一粒子经由其光子下转换特性发出的光和从所述多个发黄光的转换粒子发出的光的组合，其中在所述光的主波长的发射路径上布置相对于所述多个第二粒子的第二比例的多个发黄光的转换粒子，以产生暖白色的发光颜色，所述暖白色的发光颜色是所述主波长和从所述多个第二粒子经由其光子下转换特性发出的光和从所述多个发黄光的转换粒子发出的光的组合，以及
其中所述第一比例大于所述第二比例。
14.根据权利要求13的发光粒子，
其中所述第一比例包括第一百分比的重量比例，以及
其中所述第二比例包括第二百分比的重量比例。
15.根据权利要求13的发光粒子，其中所述第二比例包括所述第一比例的百分之八十。
16.根据权利要求13的发光粒子，其中所述第二比例包括所述第一比例的百分之六十五。
17.根据权利要求13的发光粒子，其中所述第二比例包括所述第一比例的百分之五十。
18.根据权利要求1的发光粒子，其中多个所述发光粒子包括在450nm的光的主波长下的小于38％的第一漫反射率。
19.根据权利要求18的发光粒子，其中所述漫反射率不大于34.2％。
20.根据权利要求19的发光粒子，其中所述漫反射率从31.1％到34.2％。
21.根据权利要求18的发光粒子，其中多个所述发光粒子包括12.8微米或更小的D50粒子尺寸。
22.根据权利要求21的发光粒子，其中所述D50粒子尺寸为9.4微米或更小。
23.根据权利要求21的发光粒子，其中所述D50粒子尺寸大于6.4微米。
24.根据权利要求1的发光粒子，其中所述发光化合物选自由下列各项构成的集合：Ca1- xSrxAlSiN3、Ca2Si5N8、Sr2Si5N8、Ba2Si5N8、Ba2Si7N10、BaYSi4N7、Ca1.5Si9Al3N16以及CaSiN2。
25.根据权利要求24的发光粒子，其中所述发光化合物为Ca1-xSrxAlSiN3。
26.一种发光器件，其包括：
根据权利要求1的发光粒子；以及
发光源。
27.根据权利要求26的发光器件，
其中所述发光粒子分散在硅密封剂内，
其中所述发光源发出具有在380到470nm的范围内的波长下的最大发射的辐射，以及其中所述发光粒子吸收从所述发光源发出的至少一些光，并且发出具有在500到700nm的范围内的波长下的最大发射的光。
28.根据权利要求26的发光器件，
其中包括所述发光粒子的多个第一发光粒子包括第一尺寸范围和光的主波长下的第一漫反射率，
其中不包括所述发光粒子的多个第二发光粒子包括与所述第一尺寸范围相似的第二尺寸范围和所述光的主波长下的第二漫反射率。
29.根据权利要求26的发光器件，
其中多个所述发光粒子与密封剂混合，
其中所述发光源发出具有在380到470nm的范围内的波长下的最大发射的辐射，并且
其中所述多个所述发光粒子吸收从所述发光源发出的至少一些光，并且发出具有在500到700nm的范围内的波长下的最大发射的光，所述发光粒子是发红光的发光粒子。
30.根据权利要求29的发光器件，其中所述多个所述发红光的发光粒子与所述密封剂混合的浓度是为6的重量百分比或更少。
31.根据权利要求30的发光器件，其还包括多个发黄光的发光粒子，其中所述发黄光的发光粒子与所述发红光的发光粒子的比为4.2或更大。
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